Description

Translated from German

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einrichten einer Steuerung einer orthopädietechnischen Einrichtung, die an einem Körperteil eines Patienten angelegt ist und mit Sensoren verbunden ist, die biometrische Daten eines Patienten aufnehmen, eine Steuerung der orthopädietechnischen Einrichtung sowie eine orthopädietechnische Einrichtung als solche. The invention relates to a method for setting a control of an orthopedic device, which is applied to a body part of a patient and is connected to sensors which receive the biometric data of a patient, a control of the orthopedic device, and an orthopedic device as such.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruches, ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 sowie eine orthopädietechnische Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. According to the invention this object is achieved a method having the features of claim 9 and an orthopedic device having the features of claim 10 by a method having the features of the main claim.Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen aufgeführt. Advantageous embodiments and further developments of the invention are listed in the respective dependent claims.

Das Verfahren zum Einrichten einer Steuerung einer orthopädietechnischen Einrichtung, die an einem Körperteil eines Patienten angelegt ist und mit Sensoren verbunden ist, die biometrische Daten aufnehmen, sieht vor, dass zunächst eine Darstellung einer Betätigung einer Gliedmaße ausgegeben wird, um damit einen Patienten aufzufordern, diese Betätigung auszuführen. The method for establishing a control of an orthopedic device, which is applied to a body part of a patient and is connected to sensors which receive biometric data, provides that firstly an illustration of an operation of a limb is output in order to prompt a patient, this execute operation.Der Patient wird also aktiv dazu angehalten, eine bestimmte, von der orthopädietechnischen Einrichtung ausführbare Bewegung auszuführen. The patient is therefore stopped actively to carry out a specific, executable by the orthopedic device movement.Der Patient führt dann die Bewegung virtuell aus, dh, dass der Patient diejenigen Muskelgruppen aktiviert, die für die Ausführung der natürlichen Bewegung durch den Patienten individuell kontrahiert oder entspannt werden sollen. The patient then guides the movement of virtual, that is, the patient activates those muscle groups that are to be contracted individually for the execution of the natural movement by the patient or relaxed.Die biometrischen Signale, beispielsweise Muskelkontraktionen oder elektrische Impulse in Nervenbahnen, die von dem Patienten nach der Aufforderung als eine willentliche, willkürliche Reaktion erzeugt werden, werden über die Sensoren erfasst und der ausgeführten Betätigung zugeordnet. The biometric signals, such as muscle contraction and electrical impulses in nerve pathways that are generated from the patient after the request as a deliberate, arbitrary reaction are detected via the sensors and associated with the operation executed.Die Zuordnung erfolgt dabei zu derjenigen Betätigung, zu dessen Ausführung der Patient aufgefordert wurde. The assignment is carried out to that operation was requested for the execution of the patient.Diese Signalzuordnung der erzeugten Signale zu der ausgeführten und auszuführenden Betätigung wird gespeichert. This signal mapping of the generated signals to the executed operation to be performed and is stored.Die Steuerung wird mit dem beanspruchten Verfahren nicht mehr starr eingerichtet, wobei der Patient genau den einen Muskel aktivieren muss, der der jeweiligen Betätigung zugeordnet ist, sondern es erfolgt eine individuelle Zuordnung der Signale zu der jeweiligen Betätigung. The control is no longer rigidly arranged with the claimed method, wherein the patient has to activate exactly the muscle, which is assigned to the respective operation, but it is carried out an individual assignment of the signals to the respective actuator.Dieses Verfahren trägt dem Problem Rechnung, dass sich myoelektrische Signalmuster mit der Zeit verändern können, beispielsweise aufgrund von Muskelatrophie oder anderer Veränderungen in der Muskulatur. This method takes account of the problem that myoelectric signal patterns may change over time, for example due to muscle atrophy or other changes in the muscles.Bei den herkömmlichen Verfahren ist es notwendig, den Patienten neu trainieren zu lassen, damit genau ein Muskel oder Muskelaktivierungssignal herausgefiltert wird, um genau einen Befehl oder eine Funktion auszuführen. In the conventional method, it is necessary to allow the patient to retrain in order for a muscle or muscle activation signal is filtered out precisely to perform exactly one command or function.Mit dem beanspruchten Verfahren ist es möglich, eine Signalmustererkennung durchzuführen, die auf der Grundlage mehrerer Sensorwerte beruht, so dass es möglich ist, über die Mustererkennung insgesamt eine größere Anzahl an Funktionen ansteuern zu können als bei dem herkömmlichen Verfahren. With the claimed method, it is possible to carry out a signal pattern recognition based on the basis of a plurality of sensor values ​​so that it is possible to be able to drive a total of a larger number of functions using the pattern detection as in the conventional method.

Das Verfahren sieht bevorzugt vor, dass die orthopädietechnische Einrichtung an einem Körperteil des Patienten angelegt ist, um eine möglichst realistische Situation beim Einrichten der Steuerung zu erzeugen. The method provides preferable that the orthopedic device is applied to a body part of the patient to produce a realistic situation for setting up the control system.Grundsätzlich ist es auch möglich, dass lediglich die Sensoren an dem jeweiligen Körperteil angelegt werden, während sich die orthopädietechnische Einrichtung, die beispielsweise als eine Prothese, Orthese, als ein Trainingsgerät oder eine Stimulationseinrichtung ausgebildet ist, entfernt von dem Patienten befindet. Basically it is also possible that only the sensors are applied to the respective body part, while the orthopedic device, which is formed for example as a prosthesis, orthosis, as a training device or a stimulation means, away is from the patient.

Neben der Prothetik oder Orthetik kann das Verfahren auch im Rahmen einer Rehabilitation, nach einem Unfall oder einer Operation oder einer anderen Schädigung des Bewegungsapparates eingesetzt werden. In addition to the prosthetic or orthotic the method after an accident or surgery, or other damage of the musculoskeletal system may also be part of a rehabilitation, can be used.Auch ist es möglich, im Rahmen einer Elektrostimulation tätig zu werden und alternativ oder ergänzend zu der Aktivierung von Antrieben auch Muskeln durch zusätzliche Impulse zu aktivieren. It is also possible to act within the framework of electrical stimulation and activate alternative or in addition to the activation of drives and muscles by additional stimulus.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Ausgabe der Darstellung der auszuführenden Betätigung akustisch, taktil und/oder auf einem Display erfolgt. According to the invention it is provided that the output of the display of the operation to be executed is carried acoustic, tactile and / or on a display.Jeder Ausgabemodus einer Darstellung weist spezifische Vorteile auf. Each output mode of representation has specific advantages.Eine akustische Darstellung der auszuführenden Betätigung kann bei eingeschränkten Lichtverhältnissen oder auch bei Patienten mit eingeschränkten Sehfähigkeiten ohne Probleme wahrgenommen werden. An acoustic representation of the operation to be performed can be perceived with limited eyesight without problems under limited light conditions or even in patients.Eine taktile Ausgabe ermöglicht es, eine Vielzahl an komplexen Signalen abzugeben, um entsprechende Informationen an den Nutzer zu übermitteln. A tactile output makes it possible to express a variety of complex signals in order to transmit this information to the user.Neben Vibrationen oder Vibrationsmustern ist es möglich, durch elektrische Impulse die Haut des Nutzers zu stimulieren. In addition to vibration or vibration patterns, it is possible to stimulate by electrical impulses the skin of the user.Ebenfalls ist es möglich, Temperatursignale auszugeben, beispielsweise durch Erwärmen oder Abkühlen. It is also possible to output temperature signals, for example by heating or cooling.Diese Signale können sehr unauffällig ausgegeben werden. These signals can be output very inconspicuously.Eine Anzeige auf einem Display ermöglicht ein unauffälliges Übermitteln von Informationen an den Patienten, so dass das Einrichten der Steuerung auch in der Öffentlichkeit ohne große Auffälligkeiten ausgeführt werden kann. A display on a display provides an unobtrusive transmission of information to the patient, so that the setting up of control even in public without major abnormalities can be performed.Vorgesehen ist auch, dass die Darstellungsart gewählt werden kann. is also provided that the display type can be selected.Ebenfalls ist es vorgesehen, dass alle Darstellungsarten kombiniert werden, so dass neben einer optischen auch eine taktile und/oder akustische Darstellung der auszuführenden Betätigung erfolgt. it is also provided that all the display types are combined so that takes place in addition to visual and tactile and / or audible representation of the operation to be performed.Die optische Darstellung kann entweder in Gestalt einer Textnachricht oder durch eine Visualisierung der Betätigung erfolgen, beispielsweise durch die Darstellung einer sich schließenden Hand, einer Handdrehung oder dem Beugen oder Strecken eines Unterschenkels. The visual representation can be performed either in the form of a text message, or through a visualization of the operation, for example by displaying a closing hand, a hand rotation or the flexion or extension of a lower leg.Bei einer prothetischen Anwendung ist es selbstverständlich, dass der Patient die Betätigung als solche nicht ausführen kann, da die Prothese als Ersatz für eine fehlende Gliedmaße dient. With a prosthetic application, it is obvious that the patient can the operation as such are not running, as the prosthesis to replace a missing limb is used.Der Patient führt statt einer tatsächlichen Bewegung eine Muskelkontraktion oder einen Nervenimpuls aus, der nach seiner Auffassung und seinem Bewegungsgedächtnis derjenigen Bewegung entspricht, die zu der Betätigung ausgeführt werden muss. The patient performs instead of an actual movement of a muscle contraction or nerve impulse which corresponds in its view, and its motion memory that movement which must be executed to the operation.Dadurch ergibt sich ein Signalmuster, das über die Sensoren erfasst wird, ohne dass eine tatsächliche Bewegung ausgeführt werden muss. This results in a signal pattern that is detected by the sensors, without any actual movement must be executed.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Daten von Sensoren aufgenommen werden, die auf der Hautoberfläche angeordnet oder in dem Patienten implantiert sind. A further development of the invention provides that the data of sensors are added, which are located on the skin surface or implanted in the patient.Die Aktivierung der orthopädietechnischen Einrichtung kann durch die Inbetriebsetzung eines oder mehrerer Antriebe erfolgen, sodass die Prothese, die Orthese, das Trainingsgerät oder die Rehabilitationseinrichtung nach einem Abrufen eines gespeicherten Signalmusters in einem Betriebsmodus der orthopädietechnischen Einrichtung die gewünschte Bewegung ausführt bzw. die gewünschte Betätigung ausführt. The activation of the orthopedic device can take place by the operation of one or more actuators, so that the prosthesis orthosis, the exercise machine or the rehabilitation device performs for a retrieval of a stored signal pattern in a mode of operation of the orthopedic device, the desired motion or performs the desired operation.

1 1eine perspektivische, schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der orthopädietechnischen Einrichtung; a perspective schematic representation of a first embodiment of the orthopedic device;sowie such as

An dem Prothesenschaft At the prosthetic socket10 10sind in der dargestellten Ausführungsform auch Ableiterelektroden in the illustrated embodiment, collector electrodes12 12am proximalen, offenen Ende des Unterarmschaftes at the proximal, open end of the lower arm shaft10 10angeordnet. arranged.Über diese Sensoren About this sensors12 12werden biometrische Daten, vorliegend myoelektrische Signale, aufgenommen und an die nicht dargestellte Steuerungselektronik zum Ansteuern der Antriebe übermittelt. , biometric data, in the present myoelectric signals received and transmitted to the not shown control electronics for controlling the actuators.Grundsätzlich ist es auch möglich, andere Sensoren vorzusehen, deren Signale dann über Kabel oder eine Funkstrecke an die Steuerungselektronik gesendet wird. Basically it is also possible to provide other sensors whose signals are then transmitted via cable or a radio link to the control electronics.

Auf der Außenseite des Prothesenschaftes On the outside of the prosthetic socket10 10ist in der is in the1 1eine Ausgabeeinrichtung an output device2 2in Gestalt eines Lautsprechers angeordnet, über den der Prothesennutzer aufgefordert wird, ein bestimmtes Muster an biometrischen Datensignalen zu erzeugen. over which the prosthesis user is prompted to create a specific pattern of biometric data signals arranged in the form of a loudspeaker.Die Aufforderung erfolgt dergestalt, dass die auszuführende Betätigung der Protheseneinrichtung The request is made such that the operation to be executed of the prosthetic device1 1wiedergegeben wird, beispielsweise durch die akustische Darstellung „Hand schließen” oder „Hand öffnen”. is reproduced, for example, by the acoustic representation "manual close" or "open hands".Nach der Ausgabe der durch die Prothese auszuführenden Betätigung wird in einem Lernmodus das Sensorsignal oder das Signalmuster mehrerer Sensoren aufgenommen und der jeweiligen Betätigung zugeordnet. After the output of the operating to be performed by the prosthesis, the sensor signal or the signal pattern of multiple sensors is recorded and associated with the respective operation in a learning mode.Dieses Prozedere wird für jede Betätigung so oft wiederholt, bis eine hinreichende Eindeutigkeit des Sensorsignals oder des Sensorsignalmusters vorhanden ist. This procedure is repeated for each operation until a sufficient uniqueness of the sensor signal and the sensor signal pattern exists.Sind alle möglichen oder gewünschten Betätigungen einem Sensorsignal oder Sensorsignalmuster zugeordnet, wird der Lernmodus beendet. Are all possible or desired operations a sensor signal or sensor signal pattern associated with the learning mode is terminated.In einem Aktivierungsmodus werden dann die Betätigungen durch die Prothesenhand ausgeführt, wenn die der jeweiligen Betätigung zugeordneten Signalmuster von den Sensoren then the operations are performed by the prosthetic hand in an activation mode when the associated one of the respective operating signal pattern from the sensors12 12erfasst und in der Steuerungseinheit ausgewertet werden. are recorded and evaluated in the control unit.

Auf diese Art und Weise wird bei jedem Einrichten der Steuerung, beispielsweise bei jedem erneuten Anlegen der Prothese In this manner, at each setting of the control, for example, with each new application of the prosthesis1 1, eine individuelle Anpassung der Steuerung über die Sensorsignale an den jeweiligen Patienten vorgenommen. , Made an individual adjustment of control over the sensor signals to the respective patient.Veränderungen an dem Patienten können so leicht nachvollzogen werden, so dass sich die Steuerung an den Patienten anpasst und sich der Patient nicht an die Steuerung anpassen muss. Changes to the patient can be easily traced, so that the control adapts to the patient and the patient does not have to adapt to the controller.

Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Daten von Sensoren aufgenommen werden, die auf der Hautoberfläche angeordnet oder in dem Patienten implantiert sind. Method according to one of the preceding claims, characterized in that data from sensors are received, which are arranged on the skin surface or implanted in the patient.

Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung der orthopädietechnischen Einrichtung durch Inbetriebsetzung eines oder mehrerer Antriebe erfolgt. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the activation of the orthopedic device by commissioning of one or more drives are.

Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nacheinander unterschiedliche Betätigungen ausgegeben werden. Method according to one of the preceding claims, characterized in that successively different operations are output.

Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Betätigung mehrfach ausgegeben wird und aus dem zugeordneten Signalen ein Signalbereich gebildet wird, in dem ein Aktivierungssignal liegen muss, um die Aktivierung der zugeordneten Betätigung auszulösen. Method according to one of the preceding claims, characterized in that each actuator is output several times and a signal area is formed from the associated signals, in which an activation signal must be present to trigger the activation of the associated actuator.